Τι είναι καινούργιο και τι όχι, στην αναφερόμενη γέννηση των παιδιών CRISPR

Η ανακοίνωση από τον Κινέζο ερευνητή He Jiankui ισχυριζόμενος ότι δημιούργησε τα πρώτα μωρά-δίδυμα γονιδίων του κόσμου, των οποίων τα γονιδιώματα άλλαξαν, καθώς τα έμβρυα, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CRISPR, έπληξαν τον επιστημονικό κόσμο και οδήγησαν σε μια σφαγή ηθικής αντιπαράθεσης. Το πείραμα, αν το αποτέλεσμά του επαληθεύεται από την αξιολόγηση από ομοτίμους, θα χρησιμοποιήσει σίγουρα το CRISPR στον άνθρωπο πέρα ​​από το παρελθόν. Αλλά πού, ακριβώς, βρίσκονται τα μωρά CRISPR στο γρήγορο πεδίο της γενετικής επεξεργασίας;

Η δουλειά του (που δεν έχει ακόμη δημοσιευθεί σε επιστημονικό περιοδικό ή επαληθεύτηκε ανεξάρτητα) περιελάμβανε τη δημιουργία εμβρύων από υγιή μητέρα και θετικό για τον ιό πατέρα και την εφαρμογή του εργαλείου CRISPR-Cas9 για την επεξεργασία γονιδίων σε αυτά τα έμβρυα για την απομάκρυνση του γονιδίου CCR5, που επιτρέπει στον Ηΐν να εισέλθει σε κύτταρα. Αυτά τα έμβρυα που τροποποιήθηκαν με CRISPR οδήγησαν σε εγκυμοσύνη και τελικά, τη γέννηση δίδυμων κοριτσιών με το όνομα Lulu και Nana. Ένα από τα παιδιά λέγεται ότι δεν έχει τόσο λειτουργικά αντίγραφα του γονιδίου CCR5, γεγονός που θα του αποτρέψει από το να συμβάλλει στον ιό HIV, ενώ το άλλο έχει ένα λειτουργικό αντίγραφο, που σημαίνει ότι θα μπορούσε ακόμα να συσπάσει τον ιό.

Η γέννηση του Lulu και της Nana θα αποτελούσε σίγουρα ένα πρώτο στον αρχάριο τομέα της επεξεργασίας των γονιδίων. Όμως, ο Kiran Musunuru, καρδιολόγος και γενετιστής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Pennsylvania στο Perelman, ο οποίος αναθεώρησε ένα προκαταρκτικό χειρόγραφο από την ομάδα του για το Associated Press, λέει ότι η ανακοίνωση «δεν αντιπροσωπεύει καθόλου επιστημονική πρόοδο» επειδή " ερευνητές που επεξεργάστηκαν τα ανθρώπινα έμβρυα να κάνουν το ίδιο, εκτός από τη δική τους ηθική και ηθική. "

Το CRISPR (το οποίο αντιπροσωπεύει συστοιχίες τακτικών και μικρών παλινδρομικών επαναλήψεων) είναι ένα γενετικό υλικό που βρίσκεται σε βακτήρια και άλλα προκαρυωτικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να στοχεύσουν συγκεκριμένες θέσεις του DNA. Η τεχνολογία λειτουργεί με την εισαγωγή ενός προσεκτικά προγραμματισμένου κλώνου RNA σε ένα κύτταρο. Το RNA μπορεί να εντοπίσει μια στοχευόμενη αλληλουχία του DNA και, με τη βοήθεια ενός ενζύμου (συνηθέστερα Cas9), κόβει το DNA στο καθορισμένο σημείο. Οι φυσικοί μηχανισμοί επισκευής DNA του κυττάρου θα επισκευάσουν το σπάσιμο, αφαιρώντας μέρος της γενετικής αλληλουχίας και οι ερευνητές μπορούν επίσης να προσθέσουν ένα επιθυμητό σκέλος ϋΝΑ μέσα στο κύτταρο το οποίο θα αντικατασταθεί από το γονίδιο που έχει μόλις χαλαρωθεί.

Το 2012, μια ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής την Jennifer Doudna του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley και Emmanuelle Charpentier, τώρα του Ινστιτούτου Max Planck (και σχεδόν ταυτόχρονα ο Λιθουανός ερευνητής Virginijus Siksnys), αξιοποίησαν τις ακολουθίες CRISPR για την αποκοπή και την επεξεργασία προκαρυωτικό ή μονοκλωνικό DNA. Μισό χρόνο αργότερα, αρκετοί επιστήμονες, ξεκινώντας από τον Feng Zhang του Broad Institute και την Εκκλησία George του Χάρβαρντ, πρωτοστάτησαν σε έναν τρόπο να χρησιμοποιήσουν το CRISPR για να επεξεργαστούν πολυκύτταρο DNA, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων.

Οι μελέτες επανάληξαν την επεξεργασία των γονιδίων. Η απλότητα και η αποτελεσματικότητα του CRISPR έριξαν προηγούμενες τεχνικές από το νερό.

Η πρώτη ανακάλυψη CRISPR στα ανθρώπινα έμβρυα ήρθε το 2015, όταν οι Κινέζοι επιστήμονες Canquan Zhou και Junjiu Huang χρησιμοποίησαν το CRISPR για να αφαιρέσουν ένα γονίδιο το οποίο, όταν μεταλλαχθεί, προκαλεί τη βλαταθμία στη διαταραχή του αίματος. Ωστόσο, κανένα από τα προκύπτοντα έμβρυα δεν θεωρήθηκε επιτυχές. έδειξαν ακούσιες γενετικές επεξεργασίες καθώς και μωσαϊκό, πράγμα που σημαίνει ότι τα κύτταρα δεν υιοθέτησαν ομοιόμορφα τις αλλαγές που προκλήθηκαν από το CRISPR. Σε μια κρίσιμη διάκριση από το έργο του, ο Ζου και ο Χουάνγκ χρησιμοποίησαν στην έρευνα τους τριπυρηνικούς ζυγώτες (ένα αυγό, δύο σπερματοζωάρια), οι οποίοι δεν θα μπορούσαν να αναπτυχθούν σε αναπτυγμένους ανθρώπους εάν εμφυτευτούν σε μήτρα.

Πέρυσι, μια ομάδα με επικεφαλής τον Shoukhrat Mitalipov του Πανεπιστημίου Υγείας & Επιστήμης του Όρεγκον βασίστηκε στο έργο του Zhou και του Huang και χρησιμοποίησε επιτυχώς CRISPR για να αφαιρέσει μια γενετική παραλλαγή από έμβρυα που προκαλεί υπερτροφική καρδιομυοπάθεια, μια θανατηφόρο καρδιακή κατάσταση. Τα έμβρυα του Mitalipov ήταν βιώσιμα και δεν είχαν τις ακούσιες επεξεργασίες και μωσαϊσμό των προηγούμενων πειραμάτων, αλλά οι ερευνητές δεν τους επέτρεψαν να αναπτυχθούν για περισσότερο από τρεις ημέρες, οπότε διαχωρίστηκαν και αναλύθηκαν γενετικά. Σε μια δήλωση, ο Mitalipov έγραψε ότι σε αντίθεση με τη δική του έρευνα, το έργο του «περιλαμβάνει τη μετάλλαξη ενός φυσιολογικού γονιδίου και στη συνέχεια τη μεταφορά των εμβρύων για να καθιερώσει μια εγκυμοσύνη, προφανώς με ελάχιστη επιστημονική επίβλεψη. Το αποτέλεσμα αυτής της εργασίας είναι απρόβλεπτο και στερείται αυστηρότητας μιας καλά προγραμματισμένης κλινικής δοκιμής ».

Αρκετοί από τους επιστήμονες που βοήθησαν στην αναπτυχθείσα τεχνολογία CRISPR έχουν καταδικάσει τον He, ο Ζανγκ ζητώντας ένα «μορατόριουμ για την εμφύτευση επεξεργασμένων εμβρύων» έως ότου η τεχνολογία προχωρήσει περαιτέρω. Ωστόσο, η Εκκλησία υιοθέτησε μια πιο μετριοπαθή στάση, αμφισβητώντας μερικές από τις επιλογές του, αλλά λέγοντας στην Επιστήμη : «Σε κάποιο σημείο πρέπει να πούμε ότι έχουμε κάνει εκατοντάδες μελέτες σε ζώα και κάναμε αρκετές μελέτες για ανθρώπινα έμβρυα».

Η τεχνολογία CRISPR έχει ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών, ιδίως στις γεωργικές και φαρμακευτικές βιομηχανίες. Τα τελευταία χρόνια, ωστόσο, το CRISPR έχει επίσης κάνει τον δρόμο του στην κλινική έρευνα με έμφαση στην πρόληψη των ανθρώπινων νόσων.

Το 2016, οι Κινέζοι επιστήμονες διέσχισαν το έδαφος ως το πρώτο που έβαλε τα κύτταρα που είχαν υποστεί επεξεργασία με CRISPR σε έναν άνθρωπο. Η πρώτη παρόμοια μελέτη στις Ηνωμένες Πολιτείες είναι αυτή τη στιγμή στρατολόγηση. Σκοπός του είναι να βοηθήσει τους ασθενείς με καρκίνο, αφαιρώντας τα Τ-κύτταρα τους, τροποποιώντας τα για να τα καταστήσουν πιο αποτελεσματικά στην καταπολέμηση των καρκινικών κυττάρων και επαναφέροντας τα τροποποιημένα κύτταρα του ανοσοποιητικού στα αιματοκύματα των ασθενών. Μια σημαντική διαφορά μεταξύ αυτής της γραμμής εργασίας και της επεξεργασίας εμβρύων, σύμφωνα με τον επικεφαλής ερευνητή Edward Stadtmauer, είναι ότι η «ex vivo» εργασία απαιτεί γενετικές αλλαγές εκτός του σώματος του ασθενούς και μόνο σε ένα συγκεκριμένο τύπο κυττάρου. Αντίθετα, η αλλαγή στα εμβρυϊκά κύτταρα έχει τη δυνατότητα να επηρεάσει κάθε κύτταρο στο σώμα του ατόμου που προέκυψε και αυτές οι αλλαγές της "βλαστικής γραμμής" θα μεταβιβαστούν και σε μελλοντικούς απογόνους.

Φαίνεται να έχει προβλέψει τον φούρνο για τις γεννήσεις των δίδυμων. Σε ένα βίντεο που δημοσιεύτηκε στο YouTube την ημέρα που έσπασε η είδηση, λέει στα αγγλικά: «Καταλαβαίνω ότι η δουλειά μου θα είναι αμφιλεγόμενη, αλλά πιστεύω ότι οι οικογένειες χρειάζονται αυτή την τεχνολογία και είμαι πρόθυμος να κάνω κριτική για αυτούς».

Ο Jiankui μιλώντας στη δεύτερη διεθνή σύνοδο κορυφής για την επεξεργασία ανθρώπινου γονιδιώματος, 28 Νοεμβρίου 2018. (Δημόσιος τομέας)

Όπως έχει προβλεφθεί, το έργο του έχει κριθεί από επιστήμονες και ηθικούς όσο. Μια εθνική επιτροπή της Ακαδημίας Επιστημών κατέληξε πρόσφατα στο συμπέρασμα ότι οι μεταβολές των γενετικών τροποποιήσεων στους ανθρώπους μπορεί να είναι επιτρεπτές "αλλά μόνο μετά από πολύ περισσότερη έρευνα για την κάλυψη των κατάλληλων προτύπων κινδύνου / οφέλους" "υπό αυστηρή εποπτεία" και μόνο για "επιτακτικούς λόγους" κληρονομικές, μη θεραπευτικές ασθένειες για να έχουν υγιή παιδιά. Η κινεζική καθοδήγηση, απαγορεύοντας την κλινική έρευνα που παραβιάζει "ηθικές ή ηθικές αρχές", είναι διφορούμενη. Ωστόσο, ο υφυπουργός Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας χαρακτήρισε την έρευνα του ως "κατάφωρα" παραβιάζοντας τον νόμο για την κρατική τηλεόραση.

Η δουλειά του, η οποία διεξήχθη σε μυστικότητα και χαρακτηρίστηκε ως έρευνα για την ανάπτυξη του εμβολίου κατά του AIDS στις μορφές συγκατάθεσης των συμμετεχόντων, τελεί υπό κοινή έρευνα από τοπικές αρχές υγείας και δεοντολογίας. Επιπλέον, το νοσοκομείο Shenzen HarMoniCare, το οποίο αναφέρθηκε ότι έχει εγκρίνει τη δεοντολογία του σχεδίου, δημοσίευσε μια δήλωση που αρνείται τη συμμετοχή του.

Επειδή το έργο του, ενώ έχει υποβληθεί σε ένα περιοδικό, δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί και δημοσιευθεί, είναι αδύνατο να κρίνουμε αν η γενετική του επεξεργασία ήταν επιτυχής. Ο Musunuru λέει ότι τα δεδομένα που είδε υποδεικνύουν τον μωσαϊκό σε τουλάχιστον έναν πλακούντα και μια εκτός στόχου επεξεργασία σε ένα έμβρυο (αλλά όχι σε δείγματα πλακούντα). Παρουσιάζει την παρουσία του στην συνάντηση κορυφής των γονέων αυτής της εβδομάδας στο Χονγκ Κονγκ, άφησε ορισμένους συναδέλφους να είναι πεπεισμένοι για τα αποτελέσματά του, αλλά άλλοι εξακολουθούν να έχουν παρατεταμένες ερωτήσεις, σύμφωνα με τη Φύση .

Πέρα από την ακρίβεια των ισχυρισμών του, οι επιστήμονες εξέφρασαν την ευρύτερη ανησυχία τους επειδή οι άνθρωποι χωρίς το γονίδιο CCR5 μπορεί να είναι πιο ευάλωτοι σε άλλες ασθένειες όπως η γρίπη. Έχει επίσης καταλήξει σε κακοποίηση για τη χρήση του CRISPR όταν υπάρχουν άλλες αποτελεσματικές μέθοδοι που επιτρέπουν στα θετικά για το HIV ζευγάρια να έχουν υγιή παιδιά, όπως το "πλύσιμο" του σπέρματος πριν από τη γονιμοποίηση in vitro χωρίς να κάνει γενετικές τροποποιήσεις. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή, που περιλαμβάνει το πλύσιμο σπέρματος καθώς και την επεξεργασία των γονιδίων των εμβρύων, έχει τη δυνατότητα να παράγει παιδιά που είναι ανοσιακά από τον ιό HIV. Αλλά, φυσικά, οποιαδήποτε έκδοση της γενετικής γραμμής δημιουργεί ένα περιθώριο ηθικών ζητημάτων κάτω από το δρόμο, καθώς ο Lulu και η Nana θα μπορούσαν να μεταδώσουν τυχόν ακούσιες μεταλλάξεις στα γονιδιώματά τους σε περίπτωση που θα επιλέξουν να έχουν παιδιά.

Δεδομένου του διεθνούς αναστάτωσης, οι εμπειρογνώμονες ανησυχούν επίσης ότι η προσέγγιση του Cavalier θα μπορούσε να έχει ψυχτικές επιπτώσεις στη μελλοντική έρευνα, ενδεχομένως να οδηγήσει σε παρόμοια πειράματα με το πρωτόκολλο.

"Δεν θα έλεγα αυτό ένα ιστορικό επίτευγμα", λέει ο Musunuru. "Θα το ονομάζα ιστορική ηθική παραβίαση".